Syntax for adaptive loop filter

Abstract

A method for performing adaptive loop filter (ALF) operations based on signaled and inferred syntax elements is provided. A video coder receives data to be encoded or decoded as a current block of pixels of a current picture of a video. The video coder signals or receives a slice-level syntax element related to adaptive loop filter (ALF) operations and applicable to blocks of the slice including the current block. The video coder performs ALF operations on reconstructed samples of the current block based on one or more parameters that are inferred based on the slice-level syntax element. At least one block-level syntax element related to ALF operations may be inferred and not signaled based on the slice-level syntax element. The video coder encodes or decodes a block based on the samples filtered by the ALF operations.

Description

SYNTAX FOR ADAPTIVE LOOP FILTERCROSS REFERENCE TO RELATED PATENT APPLICATION (S)

[0001] The present disclosure is part of a non-provisional application that claims the priority benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 63 / 699,990, filed on 27 September 2024. Content of above-listed applications is herein incorporated by reference.TECHNICAL FIELD

[0002] The present disclosure relates generally to video coding. In particular, the present disclosure relates to methods of coding pixel blocks by adaptive loop filter (ALF) .BACKGROUND

[0003] Unless otherwise indicated herein, approaches described in this section are not prior art to the claims listed below and are not admitted as prior art by inclusion in this section.

[0004] High-Efficiency Video Coding (HEVC) is an international video coding standard developed by the Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) . HEVC is based on the hybrid block-based motion-compensated DCT-like transform coding architecture. The basic unit for compression, termed coding unit (CU) , is a 2Nx2N square block of pixels, and each CU can be recursively split into four smaller CUs until the predefined minimum size is reached. Each CU contains one or multiple prediction units (PUs) .

[0005] Versatile video coding (VVC) is the latest international video coding standard developed by the Joint Video Expert Team (JVET) of ITU-T SG16 WP3 and ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11. The input video signal is predicted from the reconstructed signal, which is derived from the coded picture regions. The prediction residual signal is processed by a block transform. The transform coefficients are quantized and entropy coded together with other side information in the bitstream. The reconstructed signal is generated from the prediction signal and the reconstructed residual signal after inverse transform on the de-quantized transform coefficients. The reconstructed signal is further processed by in-loop filtering for removing coding artifacts. The decoded pictures are stored in the frame buffer for predicting the future pictures in the input video signal.

[0006] In VVC, a coded picture is partitioned into non-overlapped square block regions represented by the associated coding tree units (CTUs) . The leaf nodes of a coding tree correspond to the coding units (CUs) . A coded picture can be represented by a collection of slices, each comprising an integer number of CTUs. The individual CTUs in a slice are processed in raster-scan order. A bi-predictive (B) slice may be decoded using intra prediction or inter prediction with at most two motion vectors (MVs) and reference indices to predict the sample values of each block. A predictive (P) slice is decoded using intra prediction or inter prediction with at most one motion vector and reference index to predict the sample values of each block. An intra (I) slice is decoded using intra prediction only.

[0007] A CTU can be partitioned into one or multiple non-overlapped coding units (CUs) using the quadtree (QT) with nested multi-type-tree (MTT) structure to adapt to various local motion and texture characteristics. A CU can be further split into smaller CUs using one of the five split types: quad-tree partitioning, vertical binary tree partitioning, horizontal binary tree partitioning, vertical center-side triple-tree partitioning, horizontal center-side triple-tree partitioning.

[0008] Each CU contains one or more prediction units (PUs) . The prediction unit, together with the associated CU syntax, works as a basic unit for signaling the predictor information. The specified prediction process is employed to predict the values of the associated pixel samples inside the PU. Each CU may contain one or more transform units (TUs) for representing the prediction residual blocks. A transform unit (TU) is comprised of a transform block (TB) of luma samples and two corresponding transform blocks of chroma samples and each TB correspond to one residual block of samples from one color component. An integer transform is applied to a transform block. The level values of quantized coefficients together with other side information are entropy coded in the bitstream. The terms coding tree block (CTB) , coding block (CB) , prediction block (PB) , and transform block (TB) are defined to specify the 2-D sample array of one-color component associated with CTU, CU, PU, and TU, respectively. Thus, a CTU consists of one luma CTB, two chroma CTBs, and associated syntax elements. A similar relationship is valid for CU, PU, and TU.

[0009] For each inter-predicted CU, motion parameters consisting of motion vectors, reference picture indices and reference picture list usage index, and additional information are used for inter-predicted sample generation. The motion parameter can be signalled in an explicit or implicit manner. When a CU is coded with skip mode, the CU is associated with one PU and has no significant residual coefficients, no coded motion vector delta or reference picture index. A merge mode is specified whereby the motion parameters for the current CU are obtained from neighbouring CUs, including spatial and temporal candidates, and additional schedules introduced in VVC. The merge mode can be applied to any inter-predicted CU. The alternative to merge mode is the explicit transmission of motion parameters, where motion vector, corresponding reference picture index for each reference picture list and reference picture list usage flag and other needed information are signalled explicitly per each CU.SUMMARY

[0010] The following summary is illustrative only and is not intended to be limiting in any way. That is, the following summary is provided to introduce concepts, highlights, benefits and advantages of the novel and non-obvious techniques described herein. Select and not all implementations are further described below in the detailed description. Thus, the following summary is not intended to identify essential features of the claimed subject matter, nor is it intended for use in determining the scope of the claimed subject matter.

[0011] Some embodiments of the disclosure provide a method for performing adaptive loop filter (ALF) operations based on signaled and inferred syntax elements. A video coder receives data to be encoded or decoded as a current block of pixels of a current picture of a video. The video coder signals or receives a slice-level syntax element related to adaptive loop filter (ALF) operations and applicable to blocks of the slice including the current block. The video coder performs ALF operations on reconstructed samples of the current block based on one or more parameters that are inferred based on the slice-level syntax element. The one or more inferred parameters may identify a set of filter coefficients for the ALF operations. The video coder encodes or decodes a block based on the samples filtered by the ALF operations.

[0012] The ALF operations may be performed on luma samples of the current block (i.e., luma ALF operations on luma CTB) , or chroma samples of the current block (i.e., chroma ALF operations on chroma CTB) . The ALF operation may also be performed to refine chroma samples based on filtering results of luma samples (i.e., CCALF operations. )

[0013] In some embodiments, at least one block-level syntax element related to ALF operations is inferred and not signaled based on the slice-level syntax element. For example, the inferred block-level syntax element may be used to indicates whether ALF operations are turned on to be performed for the current block. For another example, the inferred block-level syntax element may indicate whether ALF operations use filter coefficients provided by APS or fixed filter coefficients. For another example, the inferred block-level syntax element may select a set of fixed filter coefficients from a plurality of sets of fixed filter coefficients (fixed filter 0 or 1) . The encoder may still explicitly signal at least one of the block-level syntax elements related to ALF operations in a bitstream of coded video.

[0014] In some embodiments, when the current block is the last block of the slice and when ALF operations are not performed for all other blocks of the slice, ALF operation is inferred to be turned off for the current block, regardless of the slice-level syntax element related to ALF operations.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0015] The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the present disclosure, and are incorporated in and constitute a part of the present disclosure. The drawings illustrate implementations of the present disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the present disclosure. It is appreciable that the drawings are not necessarily in scale as some components may be shown to be out of proportion than the size in actual implementation in order to clearly illustrate the concept of the present disclosure.

[0016] FIGS. 1A-1B illustrates two diamond filter shapes for Adaptive Loop Filters (ALF) .

[0017] FIG. 2 illustrates a system level diagram of in-loop filters.

[0018] FIG. 3 illustrates filtering in cross-component ALF (CCALF) .

[0019] FIG. 4 illustrates a 25-tap large filter used in CCALF process.

[0020] FIG. 5 illustrates a CCALF filter with 5 luma residual taps in a cross 3x3 shape.

[0021] FIGS. 6A-6B illustrate the two candidate filter shapes that are adaptively selected for ALF.

[0022] FIG. 7 illustrates the four types of filter taps for ALF online-trained filters.

[0023] FIG. 8 illustrates an additional fixed filter.

[0024] FIG. 9A conceptually illustrates a flow chart for processing coding tree block (CTB) level syntax for ALF information.

[0025] FIG. 9B shows the CTB ALF flow chart when ALF operations are inferred to be on.

[0026] FIGS. 9C-9D show the CTB ALF flow chart when fixed filter selection syntax is skipped.

[0027] FIG. 9E shows the CTB ALF flow chart when APS / fixed filter selection is skipped and ALF is inferred to be using APS.

[0028] FIGS. 9F-9G show CTB-level ALF flow chart when multiple CTB-level ALF syntax elements are skipped.

[0029] FIG. 10 illustrates an example video encoder that may apply ALF when encoding pixel blocks.

[0030] FIG. 11 illustrates portions of the video encoder that perform ALF.

[0031] FIG. 12 conceptually illustrates a process that perform ALF based on signaled and inferred syntax elements.

[0032] FIG. 13 illustrates an example video decoder may apply ALF when encoding pixel blocks.

[0033] FIG. 14 illustrates portions of the video decoder that perform ALF.

[0034] FIG. 15 conceptually illustrates a process that perform ALF based on signaled and inferred syntax elements.

[0035] FIG. 16 conceptually illustrates an electronic system with which some embodiments of the present disclosure are implemented.DETAILED DESCRIPTION

[0036] In the following detailed description, numerous specific details are set forth by way of examples in order to provide a thorough understanding of the relevant teachings. Any variations, derivatives and / or extensions based on teachings described herein are within the protective scope of the present disclosure. In some instances, well-known methods, procedures, components, and / or circuitry pertaining to one or more example implementations disclosed herein may be described at a relatively high level without detail, in order to avoid unnecessarily obscuring aspects of teachings of the present disclosure. I. Adaptive Loop Filter

[0037] Adaptive Loop Filter (ALF) is an in-loop filtering technique used in video coding standards such as VVC. It is a block-based filter that minimizes the mean square error between original and reconstructed samples. The reconstructed samples are classified into multiple classes based on local activity and directionality. Then, the samples in each class are filtered with an FIR-filter for that class.

[0038] A. Classification and Filtering

[0039] For the luma component in ALF, each 4×4 block is categorized into one out of 25 classes, and one among 25 filters is selected for each 4×4 block, based on the block’s class (which is determined according to the block’s direction and activity of local gradients) . A classification index C is derived based on its directionality D and a quantized value of activity according to the following:

[0040] To calculate D and gradients of the horizontal, vertical and two diagonal directions are first calculated using 1-D Laplacian:

[0041] Where indices i and j refer to the coordinates of the upper left sample within the 4×4 block and R (i, j) indicates a reconstructed sample at coordinate (i, j) . To reduce the complexity of block classification, the subsampled 1-D Laplacian calculation may be applied. The same subsampled positions may be used for gradient calculation of all directions. (The subsampled positions may be for vertical gradient, horizontal gradient, or diagonal gradient. ) The D maximum and minimum values of the gradients of horizontal and vertical directions are set as:

[0042] The maximum and minimum values of the gradient of two diagonal directions are set as:

[0043] To derive the value of the directionality D, these values are compared against each other and with two thresholds t1 and t2: Step 1. If both and are true, D is set to 0. Step 2. If continue from Step 3; otherwise continue from Step  4. Step 3. If D is set to 2; otherwise D is set to 1. Step 4. If D is set to 4; otherwise D is set to 3.

[0044] The activity value A is calculated as:

[0045] A is further quantized to the range of 0 to 4, inclusively, and the quantized value is denoted as  For chroma components in a picture, no classification method is applied.

[0046] Before filtering each 4×4 luma block, geometric transformations such as rotation or diagonal and vertical flipping are applied to the filter coefficients f (k, l) and to the corresponding filter clipping values c (k, l) depending on gradient values calculated for that block. This is equivalent to applying these transformations to the samples in the filter support region. The idea is to make different blocks to which ALF is applied more similar by aligning their directionality. There are three geometric transformations, including diagonal, vertical flip and rotation are introduced: Diagonal: fD (k, l) =f (l, k) , cD (k, l) =c (l, k) , Vertical flip: fV (k, l) =f (k, K-l-1) , cV (k, l) =c (k, K-l-1) Rotation: fR (k, l) =f (K-l-1, k) , cR (k, l) =c (K-l-1, k)

[0047] where K is the size of the filter and 0 ≤ k, l ≤ K-1 are coefficients coordinates, such that location (0, 0) is at the upper left corner and location (K-1, K-1) is at the lower right corner. The transformations are applied to the filter coefficients f (k, l) and to the clipping values c (k, l) depending on gradient values calculated for that block. The relationship between the transformation and the four gradients of the four directions are summarized in Table 1 below that shows Mapping of the gradient calculated for one block and transformation. Table 1:

[0048] At decoder side, when ALF is enabled for a CTB, each sample R' (i, j) within the CU is filtered, resulting in sample value R' (i, j) as shown below:

[0049] where f (k, l) denotes the decoded filter coefficients, K (x, y) is the clipping function and c (k, l) denotes the decoded clipping parameters. The variable k and l vary between -L / 2 and L / 2, wherein L denotes the filter length. The clipping function K (x, y) = min (y, max (-y, x) ) which corresponds to the function Clip3 (-y, y, x) . The clipping operation introduces non-linearity to make ALF more efficient by reducing the impact of neighbor sample values that are too different with the current sample value.

[0050] FIG. 1A-B illustrates two diamond filter shapes for Adaptive Loop Filters (ALF) . Each position in a diamond correspond to a filter tap having a filter coefficient. FIG. 1A shows a 7×7 diamond shape having taps with filter coefficients C0-C12 that is applied for luma component. FIG. 1B shows a 5×5 diamond shape with filter coefficients C0-C6 that is applied for chroma components.

[0051] B. Filter Parameter Signaling

[0052] ALF filter parameters are signalled in Adaptation Parameter Set (APS) . In one APS, up to 25 sets of luma filter coefficients and clipping value indexes, and up to eight sets of chroma filter coefficients and clipping value indexes could be signalled. To reduce bits overhead, filter coefficients of different classification for luma component can be merged. In slice header, the indices of the APSs used for the current slice are signaled.

[0053] Clipping value indexes, which are decoded from the APS, allow determining clipping values using a table of clipping values for both luma and Chroma components. These clipping values are dependent of the internal bit-depth. More precisely, the clipping values are obtained by the following formula: ALFClip = {round (2B-α*n) for n ∈ [0…N-1] }

[0054] with B equal to the internal bit-depth, α is a pre-defined constant value equal to 2.35, and N equal to 4 which is the number of allowed clipping values in VVC. The ALFClip is then rounded to the nearest value with the format of power of 2.

[0055] In slice header, up to 7 APS indices can be signaled to specify the luma filter sets that are used for the current slice. The filtering process can be further controlled at CTB level. A flag is always signalled to indicate whether ALF is applied to a luma CTB. A luma CTB may choose a filter set among 16 fixed filter sets and the filter sets from APSs. A filter set index is signaled for a luma CTB to indicate which filter set is applied. The 16 fixed filter sets are pre-defined and hard-coded in both the encoder and the decoder.

[0056] For chroma components, an APS index may be signaled in slice header to indicate the chroma filter sets being used for the current slice. At CTB level, a filter index is signaled for each chroma CTB if there is more than one chroma filter set in the APS. The filter coefficients are quantized with norm equal to 128. In order to restrict the multiplication complexity, a bitstream conformance is applied so that the coefficient value of the non-central position shall be in the range of -27 to 27 -1, inclusive. The central position coefficient is not signalled in the bitstream and is considered as equal to 128.

[0057] C. Cross Component Adaptive Loop Filter (CC-ALF)

[0058] Cross Component ALF (CC-ALF or CCALF) may use luma sample values to refine each chroma component by applying an adaptive, linear filter to the luma channel and then using the output of this filtering operation for chroma refinement. FIG. 2 illustrates a system level diagram of in-loop filters 200, in which reconstructed or decoded pixel data 210 are filtered or processed by deblock filter (DBF) , sample adaptive offset (SAO) , and adaptive filter (ALF) . The reconstructed or decoded samples 210 may be generated from prediction signals and residual signals of the current block.

[0059] The figure shows placement of CC-ALF with respect to other loop filters. Specifically, the luma component of the SAO output is processed by a luma ALF process (ALF Y) and a pair of cross-component ALF processes (CC-ALF Cb and CC-ALF Cr) . The two cross-component ALF processes generate cross-component offset for Cb and Cb components to be added to the output of a chroma ALF process (ALF chroma) to generate ALF output for the chroma components. The luma and chroma components of the ALF output are then stored in a reconstructed or decoded picture buffer 290 to be used for predictive coding of subsequent pixel blocks.

[0060] FIG. 3 illustrates filtering in cross-component ALF (CC-ALF) , which is accomplished by applying a linear, diamond shaped filter 310 to the luma channel. One filter is used for each chroma channel, and the operation is expressed as

[0061] where (x, y) is chroma component i location being refined (xY, yY) is the luma location based on (x, y) , Si is filter support area in luma component, ci (x0, y0) represents the filter coefficients. As shown in FIG. 3, the luma filter support is the region collocated with the current chroma sample after accounting for the spatial scaling factor between the luma and chroma planes.

[0062] CC-ALF filter coefficients may be computed by minimizing the mean square error of each chroma channels with respect to the original chroma content. To achieve this, an algorithm may use a coefficient derivation process similar to the one used for chroma ALF. Specifically, a correlation matrix is derived, and the coefficients are computed using a Cholesky decomposition solver in an attempt to minimize a mean square error metric. In designing the filters, a maximum of 8 CC-ALF filters can be designed and transmitted per picture. The resulting filters are then indicated for each of the two chroma channels on a CTU basis.

[0063] CC-ALF filtering may use a 3x4 diamond shape with 8 filter taps, with 7 filter coefficients transmitted in the APS (may be referenced in the slice header) . Each of the transmitted coefficients has a 6-bit dynamic range and is restricted to power-of-2 values. The 8th filter coefficient is derived at the decoder such that the sum of the filter coefficients is equal to 0. CC-ALF filter selection may be controlled at CTU-level for each chroma component. Boundary padding for the horizontal virtual boundaries may the same memory access pattern as luma ALF.

[0064] As an additional feature, the reference encoder can be configured to enable some basic subjective tuning through the configuration file. When enabled, the VTM attenuates the application of CC-ALF in regions that are coded with high quantization parameter (QP) and are either near mid-grey or contain a large amount of luma high frequencies. Algorithmically, this is accomplished by disabling the application of CC-ALF in CTUs where any of the following conditions are true: (i) The slice QP value minus 1 is less than or equal to the base QP value (ii) The number of chroma samples for which the local contrast is greater than  (1 << (bitDepth –2) ) –1 exceeds the CTU height, where the local contrast is the difference between the maximum and minimum luma sample values within the filter support region (iii) More than a quarter of chroma samples are in the range between  (1 << (bitDepth –1) ) –16 and (1 << (bitDepth –1) ) + 16

[0065] This is for providing some assurance that CC-ALF does not amplify artifacts introduced earlier in the decoding path.

[0066] D. ALF Simplifications and Extensions

[0067] In some embodiments, ALF gradient subsampling and ALF virtual boundary processing are removed. Block size for classification is reduced from 4x4 to 2x2. Filter size for both luma and chroma, for which ALF coefficients are signalled, is increased to 9x9.

[0068] To filter a luma sample, three different classifiers (C0, C1 and C2) and three different sets of filters (F0, F1 and F2) may be used. Filter sets F0 and F1 contain fixed filters, with coefficients trained for classifiers C0 and C1. Filter coefficients for filter set F2 are explicitly signaled. Which filter from a set Fi is used for a given sample is decided by a class Ci assigned to this sample using classifier Ci.

[0069] Thus, to filter one luma sample, C0 and C1 classifiers are applied to the sample (i.e., applied to the 2x2 block that includes that sample) to determine its C0 and C1 classification, then two 13x13 diamond shape fixed filters F0 and F1 are applied (based on their respective C0 and C1 classifications) to derive two intermediate samples R0 (x, y) and R1 (x, y) . After that, F2 is applied to R0 (x, y) and R1 (x, y) and neighboring samples to derive a filtered sample as:

[0070] where f i, j is the clipped difference between a neighboring sample and current sample R (x, y) and gi is the clipped difference between Ri-20 (x, y) and the current sample. The filter coefficients ci, i = 0, …21, are signaled.

[0071] To classify the samples, a class Ci is assigned to each 2x2 block based on directionality Di and activity

[0072] where MD, i represents the total number of directionalities Di. The values of the horizontal, vertical, and two diagonal gradients may be calculated for each sample using 1-D Laplacian. The sum of the sample gradients within a 4×4 window that covers the target 2×2 block is used for classifier C0 and the sum of sample gradients within a 12×12 window is used for classifiers C1 and C2. The sums of horizontal, vertical and two diagonal gradients are denoted, respectively, as  and The directionality Di is determined by comparing:

[0073] with a set of thresholds. The directionality D2 is derived using thresholds 2 and 4.5. For D0 and D1, horizontal / vertical edge strength and diagonal edge strength are calculated first. Thresholds Th = [1.25, 1.5, 2, 3, 4.5, 8] are used. Edge strength is 0 if otherwise,  is the maximum integer such that Edge strength is 0 if  otherwise,  is the maximum integer such that Table 2 (a) and Table 2 (b) below show Mapping of EiD and EiHV to Di. When i.e., horizontal / vertical edges are dominant, Di is derived by using Table 2 (a) below. Otherwise, diagonal edges are dominant, and Di is derived by using Table 2 (b) . Table 2 (a) : Table 2 (b) :

[0074] To obtain activity the sum of vertical and horizontal gradients Ai is mapped to the range of 0 to n, where n is equal to 4 for and 15 for and In an ALF_APS, up to 4 luma filter sets are signalled, each set may have up to 25 filters.

[0075] Classification in ALF may be extended with an additional alternative classifier. For a signaled luma filter set, a flag may be signaled to indicate whether the alternative classifier is applied. Geometrical transformation is not applied to the alternative band classifier. When the band-based classifier is applied, the sum of sample values of a 2x2 luma block is calculated at first. Then the class index is calculated as below, class_index = (sum *25) >> (sample bit depth + 2) .

[0076] In some embodiments, a third classifier based on luma residual sample values may be used. For each 2x2 luma block, the sum of absolute values of the residual samples in a neighboring 8x8 window is calculated, and the class index is derived as: classIdx = sum >> (sample bit depth –4) .

[0077] For some embodiments, the value of classIdx is in the range of 0 to 24. The classifier usage is signaled for each luma filter set in APS.

[0078] The CCALF process uses a linear filter to filter luma sample values and generate a residual correction for the chroma samples. FIG. 4 illustrates a 25-tap large filter used in CCALF process. For a given slice, the encoder can collect the statistics of the slice, analyze them and can signal up to 16 filters through APS.

[0079] In some embodiments, for CCALF, five luma residual taps in a cross 3x3 shape are added. The extended taps take the co-located and neighboring luma residual values as input. FIG. 5 illustrates a CCALF filter with 5 luma residual taps in a cross 3x3 shape 510. The 3x3 cross shape luma residual filter is used in conjunction with a cross 9x9 CCALF filter 520.

[0080] In some embodiments, two candidate filter shapes can be adaptively selected by the luma filters in ALF. FIGS. 6A-B illustrate the two candidate filter shapes that are adaptively selected for ALF. FIG. 6A shows a first candidate filter shape 610 is a diamond shape and FIG. 6B shows a second candidate filter shape 620 that is a cross shape. The number of coefficients of a luma filter is 22 for both the filter shapes. In some embodiments, these 22 taps are constituted with 20 spatial taps and 2 fixed filters-based taps 605 in both shapes.

[0081] In each adaptation parameter set (APS) , a shape index for the derived luma filters is signaled to decoder. Each APS contains the luma filters that are associated with the filter shape index. For each CTB, an APS index is signaled to indicate which luma filter shape is used to filter the current CTB. When filtering a luma sample, the coefficients and clip indices are also rearranged according to the corresponding filter shape. In some embodiments, the diamond shaped luma ALF is replaced by the longer diamond shaped filter shown in FIG. 6B.

[0082] In some embodiments, the samples before deblocking filters are used as additional inputs for ALF. A final ALF sample is derived by weighting the regular ALF and the filter applied to the samples before the deblocking filter. Specifically, a filtered sample is derived as

[0083] where fi, j is the clipped difference between a neighboring sample and current sample R (x, y) , gi is the clipped difference between an intermediate sample and current sample R (x, y) and hi, j is the clipped difference between a neighboring sample before DBF and current sample R (x, y) . The filter coefficients ci, i=0, …24 are signalled. In this test, 3x3 diamond shape is applied to samples before deblocking filter. In an APS, a flag is signalled to indicate whether samples before DBF are used for ALF which is always set as true at encoder.

[0084] There are four types of filter taps for ALF online-trained filters: spatial taps, reconstruction-before-DBF based taps, residual based taps and fixed-filter-output based taps. FIG. 7 illustrates the four types of filter taps for ALF online-trained filters. Specifically, the figure illustrates spatial taps 710, fixed filter output based taps 720, reconstruction before DBF based taps 730, and residual based taps 740.

[0085] In some embodiments, the residual samples are used as additional inputs to the ALF. A filtered sample is derived as:

[0086] where ri is the clipped neighboring residual sample value and rFilteredi is the clipped residual sample filtered by the fixed-filter. For residual samples, the fixed filter reuses the offline fixed filter trained for reconstruction after SAO.

[0087] In some embodiments, additional fixed filter with a shape of diamond 7x7 is used. The filter parameters are stored at both encoder and decoder. There is no classification for the newly added fixed filter. FIG. 8 illustrates an additional fixed filter. The additional fixed filter includes spatial taps 810 (i.e., tap 0 ～ 19) , reconstruction-before-DBF-based taps 820 (i.e., taps 26, 27, 36) , residual-based taps 830 (i.e., 37 ～ 38) and fixed-filter-output-based taps 840 (i.e., tap 20 ～ 25, 34, 35) , as well as extended taps 850 (i.e., tap 28 ～ 33, 39) that are added into luma online-trained filters. The reconstruction before DBF is fed into the additional fixed filter to produce the filter outputs, then these filter outputs are used as input for newly extended taps. In some embodiments, this additional fixed filter is always enabled without any filter shape switching.

[0088] In some embodiments, two Laplacian-based classifiers (one for each fixed filter) are applied to a 2x2 block. In each classifier, activity and directionality values are derived based on vertical, horizontal, and diagonal gradients using a window surrounding each 2x2 block. For each 2x2 block, the mean value of a surrounding window is calculated. Then, for each sample of this window, the difference between the sample value and the mean value is calculated. A scaling factor is determined based on the activity value derived from a Laplacian classifier. The square root of the sum of the squared differences is further quantized to C′ by a scaling factor. The value of C′ is an integer between 0 and 7, inclusively. With i=0, 1, let Ci denote the classifier from the classifier of i-th fixed filter. Then the class index Ci′ is derived as Ci′ = C′ *896 + Ci. The total number of the fixed filters is not changed.

[0089] Then a class index is determined based on the activity and directionality values. Two diamond shaped fixed filters are selected from the two filter sets by using the derived two class indices. Both fixed filters are applied to samples before DBF and ALF input, where additional diamond 9x9 filter is used for the samples before DBF. The shape of the first fixed filter applied to the ALF input samples is reduced from 13x13 to 9x9, and the shape of the second fixed filter, which is 13x13, applied to ALF input is unchanged.

[0090] Fixed filter f1 is applied to outputs of f0 (instead of ALF input) and samples before DBF. A signaled filter is applied to the ALF input samples, samples before the deblocking filter (DBF) , outputs of the two fixed filters, output of a gaussian filter and the residual data.

[0091] E. Syntax for ALF

[0092] For some embodiments, the slice and CTB level syntax for signaling or receiving ALF information are shown below.

[0093] For Luma ALF: Slice level: On / Off, Number of APS, APS IDs (up to 7) CTB level: Off, fixed filter set (select 1 from 2) , APS ID &APS filter set

[0094] Chroma ALF: Slice level: On / Off (Cb and Cr are separate) , 1 APS ID (Cb / Cr shared) CTB level: Off, APS filter set (up to 1) (Cb / Cr separate)

[0095] CCALF: Slice level: On / Off (Cb and Cr are separate) , 2 APS IDs (Cb / Cr separate) CTB level: Off, APS filter set (up to 1) (Cb / Cr separate)

[0096] FIG. 9A conceptually illustrates a flow chart for a process 900 for processing CTB-level syntax for ALF information. The process 900 may be part of a process performed by a video coder when signaling or receiving ALF related information in a bitstream of coded video. The video coder may perform operations of the process 900 when signaling or receiving ALF information for luma ALF, chroma ALF, or CCALF operations.

[0097] The video coder determines (at block 910) whether ALF is enabled for a current CTB. Such a determination may be based on a syntax element or a flag in the coded video. If ALF is not enabled, the process 900 proceeds to block 915, in which the video coder proceeds without signaling or receiving ALF information. If ALF is enabled, the process proceeds to block 920.

[0098] The video coder determines (at block 920) whether APS is used to specify the ALF filter coefficients for the current CTB, or if fixed filter is to be used for ALF operations of the current CTB. Such a determination may be based on a syntax element or a flag in the coded video. If APS is to be used, the process proceeds to block 925. If fix filter is to be used, the process proceeds to 930.

[0099] At block 925, the video coder signals or receives APS information such as APS ID (s) or APS filter set (s) . The video coder may then perform ALF operations on the current CTB by using the APS information. In some embodiments, the video coder may select one or more filter sets from one or more APSs for the ALF operations of the current CTB based on syntax elements in the coded video. The selection may be based on APS information signaled in the slice level, information such as number of APSs, and the content of each APS.

[0100] At block 930, the video coder determines whether to use fixed filter 0 or fixed filter 1. Such a determination may be based on a syntax element or a flag for fixed filter selection in the coded video. If fixed filter 0 is selected, the video coder uses (at block 940) coefficients of fixed filter 0 to perform ALF operations on the current CTB. If fixed filter 1 is selected, the video coder uses (at block 945) coefficients of fixed filter 1 to perform ALF operations on the current CTB.

[0101] In some embodiments, for luma ALF, chroma ALF, and / or CCALF, one or more flags at picture / tile / slice / APS-level may be signalled to indicate that CTB-level syntax for ALF are skipped, and that some of the ALF related syntax elements may be inferred.

[0102] For example, in some embodiments, a “Skip all On / Off flag at CTB-level” flag may be signaled to indicate that ALF operations are inferred to be “On” for all applicable CTBs (e.g., all CTBs in the slice for which the flag is signaled) . For some of these embodiments, the video coder at block 910 would skip signaling or receiving syntax elements for enabling ALF at CTB-level and proceeding to block 920 since ALF is already inferred to be enabled for the current CTB. FIG. 9B shows the CTB ALF flow chart 900 when ALF operations are inferred to be on.

[0103] In some embodiments, the selection of the fixed filter at CTB-level is skipped and inferred to be fixed filter 0 (or fixed filter 1) for all applicable CTBs. For some of these embodiments, when the video coder has determined to use fixed filter instead of APS (at block 920) , the video coder would skip the syntax for fixed filter selection (by skipping block 930) and proceed directly to block 940 or block 945. FIG. 9C shows the CTB ALF flow chart 900 when fixed filter selection syntax is skipped and inferred to select fixed filter 0. FIG. 9D shows the CTB ALF flow chart 900 when fixed filter selection syntax is skipped and inferred to select fixed filter 1.

[0104] In some embodiments, the selection between using APS and using fixed filters for ALF is skipped and inferred to be using APS for all applicable CTBs. For some of these embodiments, the video coder at block 920 skips signaling or receiving syntax elements for selecting between APS and fix filtering and proceed to block 925 since ALF is already inferred to be using APS and not fixed filtering for the CTB. FIG. 9E shows the CTB ALF flow chart 900 when APS / fixed filter selection is skipped and ALF is inferred to be using APS.

[0105] In some embodiments, multiple CTB-level syntax elements related to ALF are skipped and inferred. For example, in some embodiments, syntax elements for enabling ALF at CTB-level, syntax elements for selecting between APS and fix filter, syntax elements for selecting between fixed filter 1 or 0, are all skipped. FIGS. 9F and 9G show CTB-level ALF flow chart 900 when multiple CTB-level ALF syntax elements are skipped. FIG. 9F shows an example in which ALF is inferred (at block 910) to be enabled, selection (at block 920) between APS and fixed filter is inferred to be fixed filter, and the fixed filter selection is inferred to be fixed filter 1. FIG. 9G shows an example in which ALF is inferred (at block 910) to be enabled, selection (at block 920) between APS and fixed filter is inferred to be APS.

[0106] In some embodiments, the ALF on / off flag for the last CTB in a slice is skipped and ALF inferred to be “off” for the last CTB, when ALF for all previous CTBs in the slice are disabled (whether explicitly signaled or inferred to be “off” ) , even if ALF is set to be “on” for the slice.

[0107] The foregoing proposed methods can be implemented in encoders and / or decoders. For example, the proposed method can be implemented in an in-loop filtering module of an encoder, and / or an in-loop filtering module of a decoder. II. Example Video Encoder

[0108] FIG. 10 illustrates an example video encoder 1000 that may apply ALF when encoding pixel blocks. As illustrated, the video encoder 1000 receives input video signal from a video source 1005 and encodes the signal into bitstream 1095. The video encoder 1000 has several components or modules for encoding the signal from the video source 1005, at least including some components selected from a transform module 1010, a quantization module 1011, an inverse quantization module 1014, an inverse transform module 1015, an intra estimation module 1024, an intra prediction module 1025, a motion compensation module 1030, a motion estimation module 1035, an in-loop filter 1045, a reconstructed picture buffer 1050, a MV buffer 1065, and a MV prediction module 1075, and an entropy encoder 1090. The motion compensation module 1030 and the motion estimation module 1035 are part of an inter-prediction module 1040. The intra prediction module 1025 and the intra estimation module 1024 are part of a current picture prediction module 1020, which uses current picture reconstructed samples as reference samples for prediction of the current block.

[0109] In some embodiments, the modules 1010 –1090 are modules of software instructions being executed by one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device or electronic apparatus. In some embodiments, the modules 1010 –1090 are modules of hardware circuits implemented by one or more integrated circuits (ICs) of an electronic apparatus. Though the modules 1010 –1090 are illustrated as being separate modules, some of the modules can be combined into a single module.

[0110] The video source 1005 provides a raw video signal that presents pixel data of each video frame without compression. A subtractor 1008 computes the difference between the raw video pixel data of the video source 1005 and the predicted pixel data 1013 from the motion compensation module 1030 or intra-prediction module 1025 as prediction residual 1009. The transform module 1010 converts the difference (or the residual pixel data or residual signal 1008) into transform coefficients (e.g., by performing Discrete Cosine Transform, or DCT) . The quantization module 1011 quantizes the transform coefficients into quantized data (or quantized coefficients) 1012, which is encoded into the bitstream 1095 by the entropy encoder 1090.

[0111] The inverse quantization module 1014 de-quantizes the quantized data (or quantized coefficients) 1012 to obtain transform coefficients 1018, and the inverse transform module 1015 performs inverse transform on the transform coefficients 1018 to produce reconstructed residual 1019. The reconstructed residual 1019 is added with the predicted pixel data 1013 to produce reconstructed pixel data 1017. In some embodiments, the reconstructed pixel data 1017 is temporarily stored in a line buffer 1027 (or intra prediction buffer) for intra-picture prediction and spatial MV prediction. The reconstructed pixels are filtered by the in-loop filter 1045 and stored in the reconstructed picture buffer 1050. In some embodiments, the reconstructed picture buffer 1050 is a storage external to the video encoder 1000. In some embodiments, the reconstructed picture buffer 1050 is a storage internal to the video encoder 1000.

[0112] The intra estimation module 1024 derives intra-prediction data (e.g., intra prediction modes) based on the reconstructed pixel data 1017 (stored in the line buffer 1027) . The intra-prediction data is provided to the entropy encoder 1090 to be encoded into bitstream 1095. The intra-prediction data is also used by the intra-prediction module 1025 to produce the predicted pixel data 1013.

[0113] The motion estimation module 1035 performs inter-prediction by producing MVs to reference pixel data of previously decoded frames stored in the reconstructed picture buffer 1050. These MVs are provided to the motion compensation module 1030 to produce predicted pixel data.

[0114] Instead of encoding the complete actual MVs in the bitstream, the video encoder 1000 uses MV prediction to generate predicted MVs, and the difference between the MVs used for motion compensation and the predicted MVs is encoded as residual motion data and stored in the bitstream 1095.

[0115] The MV prediction module 1075 generates the predicted MVs based on reference MVs that were generated for encoding previously video frames, i.e., the motion compensation MVs that were used to perform motion compensation. The MV prediction module 1075 retrieves reference MVs from previous video frames from the MV buffer 1065. The video encoder 1000 stores the MVs generated for the current video frame in the MV buffer 1065 as reference MVs for generating predicted MVs.

[0116] The MV prediction module 1075 uses the reference MVs to create the predicted MVs. The predicted MVs can be computed by spatial MV prediction or temporal MV prediction. The difference between the predicted MVs and the motion compensation MVs (MC MVs) of the current frame (residual motion data) are encoded into the bitstream 1095 by the entropy encoder 1090.

[0117] The entropy encoder 1090 encodes various parameters and data into the bitstream 1095 by using entropy-coding techniques such as context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) or Huffman encoding. The entropy encoder 1090 encodes various header elements, flags, along with the quantized transform coefficients 1012, and the residual motion data as syntax elements into the bitstream 1095. The bitstream 1095 is in turn stored in a storage device or transmitted to a decoder over a communications medium such as a network.

[0118] The in-loop filter 1045 performs filtering or smoothing operations on the reconstructed pixel data 1017 to reduce the artifacts of coding, particularly at boundaries of pixel blocks. In some embodiments, the filtering or smoothing operations performed by the in-loop filter 1045 include deblock filter (DBF) , sample adaptive offset (SAO) , and / or adaptive loop filter (ALF) . In some embodiments, luma mapping chroma scaling (LMCS) is performed before the loop filters.

[0119] FIG. 11 illustrates portions of the video encoder 1000 that perform ALF. The figure illustrates the in-loop filters 1045 in greater detail. As illustrated, reconstructed pixel data 1017 is processed by DBF module 1102 and the SAO module 1104 and then received by ALF module 1106.

[0120] The ALF filter 1106 can be configured to perform ALF filtering for luma CTBs and chroma CTBs. The ALF filter 1106 may also be configured to perform cross component ALF (CCALF) . The ALF filter 1106 is applied to the current sample and some neighboring samples to generate a correction value for the current sample. The filter corrected sample values are then stored in the reconstructed picture buffer 1050.

[0121] A filter set selection module 1130 may provide sets of filter coefficients to the ALF filter 1106. The filter set selection module 1130 may select a set of filter coefficients from APS storage 1120. The APS storage stores one or more APS sets, with each APS providing one or more filter sets. The filter set selection 1130 may also provide fixed filter coefficients instead of filter coefficients specified by an APS.

[0122] The filter selection module 1130 may indicate the selection of a filter set (either APS or fixed) to the entropy encoder 1090, which signals the selection as syntax element in the bitstream 1095 using CTB level signaling or slice level signaling (or other higher level signaling) . The signaling may indicate parameters such as whether ALF is enabled or not for the current CTB, whether to use APS filter coefficients or fixed filter coefficients, which set of fixed filter coefficients is selected to be used, etc.

[0123] In some embodiments, some or all of these ALF-related parameters may be indicated by explicit CTB-level signaling of syntax elements in the bitstream 1095. In some embodiments, one or more slice-level (or picture-level, or another higher-level) syntax element related to ALF may be signaled, and some of the corresponding CTB-level ALF-related parameters may be inferred, such that some CTB-level syntax elements may be skipped rather than explicitly signaled. For example, in some embodiments, the CTB-level indicator of whether ALF is enabled may be inferred rather than signaled. In some embodiments, the CTB-level selection between APS and fixed filter may be inferred rather than signaled. In some embodiments, the CTB-level selection among fixed filter 1 or 0 may be inferred rather than signaled. The explicit and inferred signaling of CTB-level ALF parameters are described by reference to FIGS. 9A-9G in Section I. E above.

[0124] FIG. 12 conceptually illustrates a process 1200 that perform ALF based on signaled and inferred syntax elements. In some embodiments, one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device implementing the encoder 1000 performs the process 1200 by executing instructions stored in a computer readable medium. In some embodiments, an electronic apparatus implementing the encoder 1000 performs the process 1200.

[0125] The encoder receives (at block 1210) data to be encoded as a current block of pixels in a current picture. The current block may be a coding tree block (CTB) . The ALF operations may be performed to filter luma samples of the current block (i.e., luma ALF operations on luma CTB) , or chroma samples of the current block (i.e., chroma ALF operations on chroma CTB) . The ALF operation may also be performed to refine chroma samples based on filtering results of luma samples (i.e., CCALF operations. )

[0126] The encoder signals (at block 1220) a slice-level syntax element related to adaptive loop filter (ALF) operations and applicable to blocks of the slice including the current block. The encoder performs (at block 1230) ALF operations on reconstructed samples of the current block based on one or more parameters that are inferred based on the slice-level syntax element. The one or more inferred parameters may identify a set of filter coefficients for the ALF operations.

[0127] In some embodiments, at least one block-level syntax element related to ALF operations is inferred and not signaled based on the slice-level syntax element. For example, the inferred block-level syntax element may be used to indicates whether ALF operations are turned on to be performed for the current block. For another example, the inferred block-level syntax element may indicate whether ALF operations use filter coefficients provided by APS or fixed filter coefficients. For another example, the inferred block-level syntax element may select a set of fixed filter coefficients from a plurality of sets of fixed filter coefficients (fixed filter 0 or 1) . The encoder may still explicitly signal at least one of the block-level syntax elements related to ALF operations in a bitstream of coded video.

[0128] In some embodiments, when the current block is the last block of the slice and when ALF operations are not performed for all other blocks of the slice, ALF operation is inferred to be turned off for the current block, regardless of the slice-level syntax element related to ALF operations.

[0129] The encoder encodes (at block 1240) a block based on the samples filtered by the ALF operations. The filtered samples of the current block may be stored (e.g., in the reconstructed picture buffer 1050) and used to generate intra or inter predictions for subsequent encoding operations. III. Example Video Decoder

[0130] In some embodiments, an encoder may signal (or generate) one or more syntax element in a bitstream, such that a decoder may parse said one or more syntax element from the bitstream.

[0131] FIG. 13 illustrates an example video decoder 1300 may apply ALF when encoding pixel blocks. As illustrated, the video decoder 1300 is an image-decoding or video-decoding circuit that receives a bitstream 1395 and decodes the content of the bitstream into pixel data of video frames for display. The video decoder 1300 has several components or modules for decoding the bitstream 1395, including some components selected from an inverse quantization module 1314, an inverse transform module 1315, an intra-prediction module 1325, a motion compensation module 1330, an in-loop filter 1345, a decoded picture buffer 1350, a MV buffer 1365, a MV prediction module 1375, and a parser 1390. The motion compensation module 1330 is part of an inter-prediction module 1340. The intra-prediction module 1325 is part of a current picture prediction module 1320, which uses current picture reconstructed samples as reference samples for prediction of the current block.

[0132] In some embodiments, the modules 1314 –1390 are modules of software instructions being executed by one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device. In some embodiments, the modules 1314 –1390 are modules of hardware circuits implemented by one or more ICs of an electronic apparatus. Though the modules 1314 –1390 are illustrated as being separate modules, some of the modules can be combined into a single module.

[0133] The parser 1390 (or entropy decoder) receives the bitstream 1395 and performs initial parsing according to the syntax defined by a video-coding or image-coding standard. The parsed syntax element includes various header elements, flags, as well as quantized data (or quantized coefficients) 1312. The parser 1390 parses out the various syntax elements by using entropy-coding techniques such as context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) or Huffman encoding.

[0134] The inverse quantization module 1314 de-quantizes the quantized data (or quantized coefficients) 1312 to obtain transform coefficients, and the inverse transform module 1315 performs inverse transform on the transform coefficients 1318 to produce reconstructed residual signal 1319. The reconstructed residual signal 1319 is added with predicted pixel data 1313 from the intra-prediction module 1325 or the motion compensation module 1330 to produce decoded pixel data 1317. The decoded pixels data are filtered by the in-loop filter 1345 and stored in the decoded picture buffer 1350. In some embodiments, the decoded picture buffer 1350 is a storage external to the video decoder 1300. In some embodiments, the decoded picture buffer 1350 is a storage internal to the video decoder 1300.

[0135] The intra-prediction module 1325 receives intra-prediction data from bitstream 1395 and according to which, produces the predicted pixel data 1313 from the decoded pixel data 1317 stored in the decoded picture buffer 1350. In some embodiments, the decoded pixel data 1317 is also stored in a line buffer 1327 (or intra prediction buffer) for intra-picture prediction and spatial MV prediction.

[0136] In some embodiments, the content of the decoded picture buffer 1350 is used for display. A display device 1305 either retrieves the content of the decoded picture buffer 1350 for display directly, or retrieves the content of the decoded picture buffer to a display buffer. In some embodiments, the display device receives pixel values from the decoded picture buffer 1350 through a pixel transport.

[0137] The motion compensation module 1330 produces predicted pixel data 1313 from the decoded pixel data 1317 stored in the decoded picture buffer 1350 according to motion compensation MVs (MC MVs) . These motion compensation MVs are decoded by adding the residual motion data received from the bitstream 1395 with predicted MVs received from the MV prediction module 1375.

[0138] The MV prediction module 1375 generates the predicted MVs based on reference MVs that were generated for decoding previous video frames, e.g., the motion compensation MVs that were used to perform motion compensation. The MV prediction module 1375 retrieves the reference MVs of previous video frames from the MV buffer 1365. The video decoder 1300 stores the motion compensation MVs generated for decoding the current video frame in the MV buffer 1365 as reference MVs for producing predicted MVs.

[0139] The in-loop filter 1345 performs filtering or smoothing operations on the decoded pixel data 1317 to reduce the artifacts of coding, particularly at boundaries of pixel blocks. In some embodiments, the filtering or smoothing operations performed by the in-loop filter 1345 include deblock filter (DBF) , sample adaptive offset (SAO) , and / or adaptive loop filter (ALF) . In some embodiments, luma mapping chroma scaling (LMCS) is performed before the loop filters.

[0140] FIG. 14 illustrates portions of the video decoder 1300 that perform ALF. The figure illustrates the in-loop filters 1345 in greater detail. As illustrated, reconstructed pixel data 1317 is processed by DBF module 1402 and the SAO module 1404 and then received by ALF module 1406.

[0141] The ALF filter 1406 can be configured to perform ALF filtering for luma CTBs and chroma CTBs. The ALF filter 1406 may also be configured to perform cross component ALF (CCALF) . The ALF filter 1406 is applied to the current sample and some neighboring samples to generate a correction value for the current sample. The filter corrected sample values are then stored in the decoded picture buffer 1350.

[0142] A filter set selection module 1430 may provide sets of filter coefficients to the ALF filter 1406. The filter set selection module 1430 may select a set of filter coefficients from APS storage 1420. The APS storage stores one or more APS sets, with each APS providing one or more filter sets. The filter set selection 1430 may also provide fixed filter coefficients instead of filter coefficients specified by an APS.

[0143] The filter selection module 1430 may indicate the selection of a filter set (either APS or fixed) based on control signals from the entropy decoder 1390, which receives the selection as syntax elements in the bitstream 1395 from CTB level signaling or slice level signaling (or other higher level signaling) . The signaling may indicate parameters such as whether ALF is enabled or not for the current CTB, whether to use APS filter coefficients or fixed filter coefficients, which set of fixed filter coefficients is selected to be used, etc.

[0144] In some embodiments, some or all of these ALF-related parameters may be indicated by explicit CTB-level signaling of syntax elements in the bitstream 1395. In some embodiments, one or more slice-level (or picture-level, or another higher-level) syntax element related to ALF may be signaled, and some of the corresponding CTB-level ALF-related parameters may be inferred, such that some CTB-level syntax elements may be skipped rather than explicitly signaled. For example, in some embodiments, the CTB-level indicator of whether ALF is enabled may be inferred (by the decoder) rather than signaled. In some embodiments, the CTB-level selection between APS and fixed filter may be inferred rather than signaled. In some embodiments, the CTB-level selection among fixed filter 1 or 0 may be inferred rather than signaled. The explicit and inferred signaling of CTB-level ALF parameters are described by reference to FIGS. 9A-9G in Section I. E above.

[0145] FIG. 15 conceptually illustrates a process 1500 that perform ALF based on signaled and inferred syntax elements. In some embodiments, one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device implementing the decoder 1300 performs the process 1500 by executing instructions stored in a computer readable medium. In some embodiments, an electronic apparatus implementing the decoder 1300 performs the process 1500.

[0146] The decoder receives (at block 1510) data to be decoded as a current block of pixels in a current picture. The current block may be a coding tree block (CTB) . The ALF operations may be performed to filter luma samples of the current block (i.e., luma ALF operations on luma CTB) , or chroma samples of the current block (i.e., chroma ALF operations on chroma CTB) . The ALF operation may also be performed to refine chroma samples based on filtering results of luma samples (i.e., CCALF operations. )

[0147] The decoder receives (at block 1520) a slice-level syntax element related to adaptive loop filter (ALF) operations and applicable to blocks of the slice including the current block. The decoder performs (at block 1530) ALF operations on reconstructed samples of the current block based on one or more parameters that are inferred based on the slice-level syntax element. The one or more inferred parameters may identify a set of filter coefficients for the ALF operations. The decoder may then provide the filtered, reconstructed current block for display as part of the reconstructed current picture.

[0148] In some embodiments, at least one block-level syntax element related to ALF operations is inferred and not signaled based on the slice-level syntax element. For example, the inferred block-level syntax element may be used to indicates whether ALF operations are turned on to be performed for the current block. For another example, the inferred block-level syntax element may indicate whether ALF operations use filter coefficients provided by APS or fixed filter coefficients. For another example, the inferred block-level syntax element may select a set of fixed filter coefficients from a plurality of sets of fixed filter coefficients (fixed filter 0 or 1) . The decoder may still explicitly signal at least one of the block-level syntax elements related to ALF operations in a bitstream of coded video.

[0149] In some embodiments, when the current block is the last block of the slice and when ALF operations are not performed for all other blocks of the slice, ALF operation is inferred to be turned off for the current block, regardless of the slice-level syntax element related to ALF operations.

[0150] The decoder decodes (at block 1540) a block based on the samples filtered by the ALF operations. The filtered samples of the current block may be stored (e.g., in the decoded picture buffer 1350) and used to generate intra or inter predictions for subsequent decoding operations. IV. Example Electronic System

[0151] Many of the above-described features and applications are implemented as software processes that are specified as a set of instructions recorded on a computer readable storage medium (also referred to as computer readable medium) . When these instructions are executed by one or more computational or processing unit (s) (e.g., one or more processors, cores of processors, or other processing units) , they cause the processing unit (s) to perform the actions indicated in the instructions. Examples of computer readable media include, but are not limited to, CD-ROMs, flash drives, random-access memory (RAM) chips, hard drives, erasable programmable read only memories (EPROMs) , electrically erasable programmable read-only memories (EEPROMs) , etc. The computer readable media does not include carrier waves and electronic signals passing wirelessly or over wired connections.

[0152] In this specification, the term “software” is meant to include firmware residing in read-only memory or applications stored in magnetic storage which can be read into memory for processing by a processor. Also, in some embodiments, multiple software inventions can be implemented as sub-parts of a larger program while remaining distinct software inventions. In some embodiments, multiple software inventions can also be implemented as separate programs. Finally, any combination of separate programs that together implement a software invention described here is within the scope of the present disclosure. In some embodiments, the software programs, when installed to operate on one or more electronic systems, define one or more specific machine implementations that execute and perform the operations of the software programs.

[0153] FIG. 16 conceptually illustrates an electronic system 1600 with which some embodiments of the present disclosure are implemented. The electronic system 1600 may be a computer (e.g., a desktop computer, personal computer, tablet computer, etc. ) , phone, PDA, or any other sort of electronic device. Such an electronic system includes various types of computer readable media and interfaces for various other types of computer readable media. Electronic system 1600 includes a bus 1605, processing unit (s) 1610, a graphics-processing unit (GPU) 1615, a system memory 1620, a network 1625, a read-only memory 1630, a permanent storage device 1635, input devices 1640, and output devices 1645.

[0154] The bus 1605 collectively represents all system, peripheral, and chipset buses that communicatively connect the numerous internal devices of the electronic system 1600. For instance, the bus 1605 communicatively connects the processing unit (s) 1610 with the GPU 1615, the read-only memory 1630, the system memory 1620, and the permanent storage device 1635.

[0155] From these various memory units, the processing unit (s) 1610 retrieves instructions to execute and data to process in order to execute the processes of the present disclosure. The processing unit (s) may be a single processor or a multi-core processor in different embodiments. Some instructions are passed to and executed by the GPU 1615. The GPU 1615 can offload various computations or complement the image processing provided by the processing unit (s) 1610.

[0156] The read-only-memory (ROM) 1630 stores static data and instructions that are used by the processing unit (s) 1610 and other modules of the electronic system. The permanent storage device 1635, on the other hand, is a read-and-write memory device. This device is a non-volatile memory unit that stores instructions and data even when the electronic system 1600 is off. Some embodiments of the present disclosure use a mass-storage device (such as a magnetic or optical disk and its corresponding disk drive) as the permanent storage device 1635.

[0157] Other embodiments use a removable storage device (such as a floppy disk, flash memory device, etc., and its corresponding disk drive) as the permanent storage device. Like the permanent storage device 1635, the system memory 1620 is a read-and-write memory device. However, unlike storage device 1635, the system memory 1620 is a volatile read-and-write memory, such a random access memory. The system memory 1620 stores some of the instructions and data that the processor uses at runtime. In some embodiments, processes in accordance with the present disclosure are stored in the system memory 1620, the permanent storage device 1635, and / or the read-only memory 1630. For example, the various memory units include instructions for processing multimedia clips in accordance with some embodiments. From these various memory units, the processing unit (s) 1610 retrieves instructions to execute and data to process in order to execute the processes of some embodiments.

[0158] The bus 1605 also connects to the input and output devices 1640 and 1645. The input devices 1640 enable the user to communicate information and select commands to the electronic system. The input devices 1640 include alphanumeric keyboards and pointing devices (also called “cursor control devices” ) , cameras (e.g., webcams) , microphones or similar devices for receiving voice commands, etc. The output devices 1645 display images generated by the electronic system or otherwise output data. The output devices 1645 include printers and display devices, such as cathode ray tubes (CRT) or liquid crystal displays (LCD) , as well as speakers or similar audio output devices. Some embodiments include devices such as a touchscreen that function as both input and output devices.

[0159] Finally, as shown in FIG. 16, bus 1605 also couples electronic system 1600 to a network 1625 through a network adapter (not shown) . In this manner, the computer can be a part of a network of computers (such as a local area network ( “LAN” ) , a wide area network ( “WAN” ) , or an Intranet, or a network of networks, such as the Internet. Any or all components of electronic system 1600 may be used in conjunction with the present disclosure.

[0160] Some embodiments include electronic components, such as microprocessors, storage and memory that store computer program instructions in a machine-readable or computer-readable medium (alternatively referred to as computer-readable storage media, machine-readable media, or machine-readable storage media) . Some examples of such computer-readable media include RAM, ROM, read-only compact discs (CD-ROM) , recordable compact discs (CD-R) , rewritable compact discs (CD-RW) , read-only digital versatile discs (e.g., DVD-ROM, dual-layer DVD-ROM) , a variety of recordable / rewritable DVDs (e.g., DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, etc. ) , flash memory (e.g., SD cards, mini-SD cards, micro-SD cards, etc. ) , magnetic and / or solid state hard drives, read-only and recordable discs, ultra-density optical discs, any other optical or magnetic media, and floppy disks. The computer-readable media may store a computer program that is executable by at least one processing unit and includes sets of instructions for performing various operations. Examples of computer programs or computer code include machine code, such as is produced by a compiler, and files including higher-level code that are executed by a computer, an electronic component, or a microprocessor using an interpreter.

[0161] While the above discussion primarily refers to microprocessor or multi-core processors that execute software, many of the above-described features and applications are performed by one or more integrated circuits, such as application specific integrated circuits (ASICs) or field programmable gate arrays (FPGAs) . In some embodiments, such integrated circuits execute instructions that are stored on the circuit itself. In addition, some embodiments execute software stored in programmable logic devices (PLDs) , ROM, or RAM devices.

[0162] As used in this specification and any claims of this application, the terms “computer” , “server” , “processor” , and “memory” all refer to electronic or other technological devices. These terms exclude people or groups of people. For the purposes of the specification, the terms display or displaying means displaying on an electronic device. As used in this specification and any claims of this application, the terms “computer readable medium, ” “computer readable media, ” and “machine readable medium” are entirely restricted to tangible, physical objects that store information in a form that is readable by a computer. These terms exclude any wireless signals, wired download signals, and any other ephemeral signals.

[0163] While the present disclosure has been described with reference to numerous specific details, one of ordinary skill in the art will recognize that the present disclosure can be embodied in other specific forms without departing from the spirit of the present disclosure. In addition, a number of the figures (including FIG. 12 and FIG. 15) conceptually illustrate processes. The specific operations of these processes may not be performed in the exact order shown and described. The specific operations may not be performed in one continuous series of operations, and different specific operations may be performed in different embodiments. Furthermore, the process could be implemented using several sub-processes, or as part of a larger macro process. Thus, one of ordinary skill in the art would understand that the present disclosure is not to be limited by the foregoing illustrative details, but rather is to be defined by the appended claims. Additional Notes

[0164] The herein-described subject matter sometimes illustrates different components contained within, or connected with, different other components. It is to be understood that such depicted architectures are merely examples, and that in fact many other architectures can be implemented which achieve the same functionality. In a conceptual sense, any arrangement of components to achieve the same functionality is effectively "associated" such that the desired functionality is achieved. Hence, any two components herein combined to achieve a particular functionality can be seen as "associated with" each other such that the desired functionality is achieved, irrespective of architectures or intermediate components. Likewise, any two components so associated can also be viewed as being "operably connected" , or "operably coupled" , to each other to achieve the desired functionality, and any two components capable of being so associated can also be viewed as being "operably couplable" , to each other to achieve the desired functionality. Specific examples of operably couplable include but are not limited to physically mateable and / or physically interacting components and / or wirelessly interactable and / or wirelessly interacting components and / or logically interacting and / or logically interactable components.

[0165] Further, with respect to the use of substantially any plural and / or singular terms herein, those having skill in the art can translate from the plural to the singular and / or from the singular to the plural as is appropriate to the context and / or application. The various singular / plural permutations may be expressly set forth herein for sake of clarity.

[0166] Moreover, it will be understood by those skilled in the art that, in general, terms used herein, and especially in the appended claims, e.g., bodies of the appended claims, are generally intended as “open” terms, e.g., the term “including” should be interpreted as “including but not limited to, ” the term “having” should be interpreted as “having at least, ” the term “includes” should be interpreted as “includes but is not limited to, ” etc. It will be further understood by those within the art that if a specific number of an introduced claim recitation is intended, such an intent will be explicitly recited in the claim, and in the absence of such recitation no such intent is present. For example, as an aid to understanding, the following appended claims may contain usage of the introductory phrases "at least one" and "one or more" to introduce claim recitations. However, the use of such phrases should not be construed to imply that the introduction of a claim recitation by the indefinite articles "a" or "an" limits any particular claim containing such introduced claim recitation to implementations containing only one such recitation, even when the same claim includes the introductory phrases "one or more" or "at least one" and indefinite articles such as "a" or "an, " e.g., “a” and / or “an” should be interpreted to mean “at least one” or “one or more; ” the same holds true for the use of definite articles used to introduce claim recitations. In addition, even if a specific number of an introduced claim recitation is explicitly recited, those skilled in the art will recognize that such recitation should be interpreted to mean at least the recited number, e.g., the bare recitation of "two recitations, " without other modifiers, means at least two recitations, or two or more recitations. Furthermore, in those instances where a convention analogous to “at least one of A, B, and C, etc. ” is used, in general such a construction is intended in the sense one having skill in the art would understand the convention, e.g., “a system having at least one of A, B, and C” would include but not be limited to systems that have A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and C together, and / or A, B, and C together, etc. In those instances where a convention analogous to “at least one of A, B, or C, etc. ” is used, in general such a construction is intended in the sense one having skill in the art would understand the convention, e.g., “asystem having at least one of A, B, or C” would include but not be limited to systems that have A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and C together, and / or A, B, and C together, etc. It will be further understood by those within the art that virtually any disjunctive word and / or phrase presenting two or more alternative terms, whether in the description, claims, or drawings, should be understood to contemplate the possibilities of including one of the terms, either of the terms, or both terms. For example, the phrase “A or B” will be understood to include the possibilities of “A” or “B” or “A and B. ”

[0167] From the foregoing, it will be appreciated that various implementations of the present disclosure have been described herein for purposes of illustration, and that various modifications may be made without departing from the scope and spirit of the present disclosure. Accordingly, the various implementations disclosed herein are not intended to be limiting, with the true scope and spirit being indicated by the following claims.

Claims

1.A video coding method comprising:receiving data to be encoded or decoded as a current block of pixels of a current picture of a video;signaling or receiving a slice-level syntax element related to adaptive loop filter (ALF) operations and applicable to blocks of the slice including the current block;performing ALF operations on reconstructed samples of the current block based on one or more parameters that are inferred based on the slice-level syntax element, wherein the one or more inferred parameters identify a set of filter coefficients for the ALF operations; andencoding or decoding a block based on the samples filtered by the ALF operations.2.The video coding method of claim 1, wherein the ALF operations are performed to filter luma samples of the current block.3.The video coding method of claim 1, wherein the ALF operations are performed to filter chroma samples of the current block.4.The video coding method of claim 1, wherein the ALF operations are performed to refine chroma samples based on filtering results of luma samples.5.The video coding method of claim 1, wherein at least one block-level syntax element related to ALF operations is inferred and not signaled based on the slice-level syntax element.6.The video coding method of claim 5, wherein the inferred block-level syntax element is used to indicates whether ALF operations are turned on for the current block.7.The video coding method of claim 5, wherein the inferred block-level syntax element indicates whether ALF operations use filter coefficients provided by an adaptive parameter set (APS) or fixed filter coefficients.8.The video coding method of claim 5, wherein the inferred block-level syntax element selects a set of fixed filter coefficients from a plurality of sets of fixed filter coefficients.9.The video coding method of claim 5, wherein at least one block-level syntax element related to ALF operations is explicitly signaled in a bitstream of coded video.10.The video coding method of claim 1, wherein when the current block is the last block of the slice and when ALF operations are not performed for all other blocks of the slice, ALF operation is inferred to be turned off for the current block, regardless of the slice-level syntax element related to ALF operations.11.An electronic apparatus comprising:a video coder circuit configured to perform operations comprising:receiving data to be encoded or decoded as a current block of pixels of a current picture of a video;signaling or receiving a slice-level syntax element related to adaptive loop filter (ALF) operations and applicable to blocks of the slice including the current block;performing ALF operations on reconstructed samples of the current block based on one or more parameters that are inferred based on the slice-level syntax element, wherein the one or more inferred parameters identify a set of filter coefficients for the ALF operations; andencoding or decoding a block based on the samples filtered by the ALF operations.12.A video decoding method comprising:receiving data to be decoded as a current block of pixels of a current picture of a video;receiving a slice-level syntax element related to adaptive loop filter (ALF) operations and applicable to blocks of the slice including the current block;performing ALF operations on reconstructed samples of the current block based on one or more parameters that are inferred based on the slice-level syntax element, wherein the one or more inferred parameters identify a set of filter coefficients for the ALF operations; anddecoding a block based on the samples filtered by the ALF operations.13.A video encoding method comprising:receiving data to be encoded as a current block of pixels of a current picture of a video;signaling a slice-level syntax element related to adaptive loop filter (ALF) operations and applicable to blocks of the slice including the current block;performing ALF operations on reconstructed samples of the current block based on one or more parameters that are inferred based on the slice-level syntax element, wherein the one or more inferred parameters identify a set of filter coefficients for the ALF operations; andencoding a block based on the samples filtered by the ALF operations.

Images